水平梯田设计报告

梯田断面设计

一、已知基本资料

1.土壤为粉质壤土，内聚力c=m2，内摩擦角φ=21°,湿容重r=m3，地面坡度θ＝4°，埂坎坡度α=70°

2.设计暴雨量48mm，径流系数α=。

二、设计任务要求

1.确定梯田类型；

2.确定田面宽度、田坎高度、田坎坡角及田埂尺寸；（<200平方米/亩）

3.计算土方量和用功量；

4.按比例绘制设计图；

5.编写设计说明书。

确定梯田类型

因土壤为粉质壤土，地面坡度θ＝4°，为缓坡，则设计梯田为水平梯田。

确定田面宽度、田坎高度、田坎坡角及田埂尺寸

根据机耕耕作及灌溉要求，结合经验，取田面宽度B=30m，田坎坡角α=70°。因此田坎高度H=2.15m。计算土方量和用功量

单位面积（每亩）土方量

=

•

=

B

BH

V

7.

666

8

1

==×=（m3）

每亩梯田的用工量

按比例绘制设计图

设计说明书

梯田设计标准

梯田防御暴雨标准，一般采用10年一遇

3~ 6 h最大降雨。在干旱、半干旱或其他少雨地区，可采用20年一遇3~ 6 h最大降雨，也可根据各地降雨特点，采用当地最易产生严重水土流失的短历时、高强度暴雨。在本次设计中，设计暴雨量为48mm，径流系数α=。

田面宽度设计

设计原则：便于机耕，利于灌溉，土方量、用功量小。

缓坡地（坡度在5度以下）根据机耕和灌溉要求

)

(

06

.

3584

70

cot

4

cot

30

5.

55

cot

cot

5.

553

2

2

m

m

B

W

a

•

=

-

⨯

=

-

=

︒

︒

β

θ

中坡地（坡度在5度－15度）15～2米，山坡顶部10～15米

陡坡地（坡度15度－25度）7～10米

其他情况坡地，可根据地形特点和耕作条件调整。

在本次设计中，地面坡度θ=4°，属于缓坡，再考虑到土方量和用工量，取田面宽度B=15m。

田坎设计

主要设计坡角α及田坎高度H。

在一定土质和坎高条件下，埂坎外坡缓，其稳定性好，但埂坎占地和用工量大；外坡陡，埂坎占地和用工量小，但稳定性差。埂坎外坡设计的基本要求是，在一定的土质和坎高条件下，保证埂坎稳定，并尽可能少占地，少用工。

在本次设计中，设计田坎外坡为β=90°。

田坎高度H为

H=

式中

H--田坎高度

B--田面宽度；

θ--地面坡度；

β--田坎外坡；

则有

H==1m

埂坎高为H`

H`=H+h拦+Δh

式中

H`--更坎高

h—田坎高度

h拦—拦蓄坎高

h拦=kf

K—径流系数

f—设计最大暴雨量

Δh—安全加高，取—0.30m

h拦=48×=19.2mm

H`=H+h拦+Δh=1.3m

梯田稳定性分析

泰勒稳定数图

式中

γ---土的重度(KN/m)

H cr---临界高度(m)

C ----土的粘聚力(KPa)

在本次设计中，田坎外坡β=90°，内磨擦角ψ=21°。由泰勒稳定数图可查的其N s值为

土坡稳定性系数k s

K s=

则可计算得其安全系数Ks为—。满足土坡稳定性的要求，可行。

工程量的计算

单位面积土方量

修筑水平梯田时，如果挖填方相等，则梯田挖（填）方断面面积可由下式计算：

S=×＝（m2）

再根据每亩田面长度：

L=（m）

计算出每亩梯田土方量：

V=S·L=×= （m3）

则有

V=×1＝（m3）

梯田的用工量

梯田的用工量也称需功量，是指土方量与运距之积，修筑水平梯田时不仅要考虑土方量的多少，而且还要考虑运距，这样才能比较准确的说明修筑梯田的工作量。

每亩梯田的用工量：

W a=V·S

式中

W a—每亩梯田的用工量，m3·m

V—每亩梯田的土方量，m3

S—土方的平均运距，m

根据数学原理有：

S0= B

所以W a=·B=·H

又H=则有

W a=

每亩梯田的用工量为

W a=×152×= （m3·m）